Использование авиации для тушения лесных пожаров.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 7Следующая ⇒

Представлены результаты теоретического и экспериментального исследования зависимости параметров сброса воды самолетом Ил-76МД. оборудованным выливным авиационным прибором, при тушении лесных пожаров от параметров полета. Для изучения влияния параметров полета самолета на удельные характеристики наземного распределении сброшенной с самолета воды и дисперсности водного аэрозоля варьировались: высота полета; скорость самолета при сливе; курс самолета относительно направления ветра (по ветру, против ветра); слив в горизонтальном полете или в полете с набором высоты; залповый и последовательный слив. Проведена оценка пространственного и поверхностного распределения выливаемой жидкости в диапазоне летно-технических характеристик самолета Ил-76, исследован дисперсный состав капель воды, достигаемых поверхности земли.

Применение авиации для обнаружения и тушения лесных пожаров позволяет за счет раннего выявления резко сократить площадь горения, а также предотвратить распространение пожара на населенные пункты и другие объекты.

Основными направлениями применения авиационной техники являются:

транспортировка личного состава, пожарно-технического и аварийно-спасательного вооружения, техники и огнетушащих веществ;

организация разведки, управления и связи;

эвакуация и спасание людей:

тушение пожара с воздуха путем сброса на очаг воды, подачи других огнетушащих веществ;

создание заградительных полос растворами огнезадерживающих химикатов и воды при защите от пожаров населенных пунктов и объектов.

Авиация МЧС России (создана в 1995 г.) является одним из самых оперативных и эффективных формирований не только в нашей стране, но и во всем мире. Она включает в себя 51 воздушное судно (18 самолетов и 33 вертолета}, в том числе:

многоцелевой самолет Ан-3, способный перевозить до 2 т грузов;

самолет-амфибия Бе-200, предназначенный для тушения пожаров (может перевозить 12 т груза);

транспортный самолет Ил-76, способный доставить на место пожара до 42 т огнетушащих веществ, а также обеспечить доставку различных грузов, в их числе аварийно-спасательные комплексы.

Вертолетный парк включает в себя универсальные машины Ми-8 и Ка-32, легкие аварийно-спасательные вертолеты Бо-105 и БК-117, а также тяжелые многоцелевые вертолеты Ми-26Т. В 2007 г. авиация МЧС России совершила более 13 тыс. полетов с общим налетом около 12 тыс. часов, в том числе 955 часов в зоны чрезвычайных ситуаций и 202 часа в рамках гуманитарных операций.

Летом 2007 г. авиация МЧС России привлекалась к тушению лесных пожаров на территории Португалии, Болгарии, Черногории, Сербии и Греции. Противопожарная авиагруппировка выполнила в общей сложности 491 полет, сбросив на очаги пожаров более 62 тыс. т воды. Авиация также участвовала в эвакуации российских граждан из Ливана и Иордании, доставляла гуманитарные грузы в Киргизию, Афганистан и КНДР.

Для тушения лесных пожаров перспективным является применение самолетов-амфибий, способных самостоятельно заправить в емкости и доставить на место пожара запас воды. Так, самолет Бе-200, использующий метод челночных рейсов с наполнением водяных баков в режиме глиссирования, способен доставлять на место тушения 12 т воды и может применяться как для ликвидации мелких очагов пожара, так и для сдерживания распространения горения, а также для патрулирования лесных массивов.

Эффективным является применение для авиапатрулирования и тушения пожаров вертолетных комплексов на базе вертолетов Ми-8Т и Ми-26Т, которые могут расходовать на тушение до 15 т жидкости. Их можно использовать для воздействия на кромку пожара водой в виде пролива крупнокапельной струи жидкости и прокладки перед кромкой пожара заградительной полосы растворами огнезадерживающих химикатов. При крупных пожарах эффективно применение самолетов с большим запасом огнетушащих веществ.

В целях исследования параметров сброса воды и отработки методики эффективного тушения пожаров при помощи авиационной техники (самолет Ил-76 МД) на территории ЛИИ (г. Жуковский) и в лесном массиве Орехово-Зуевского района Московской области было осуществлено 18 экспериментальных полетов (2, 3]. Самолет Ил-76МД, оборудованный выливным авиационным прибором (ВАП), способен перевезти 42 т огнетушащего вещества. ВАП состоит из 2 жестко соединенных между собой резервуаров цилиндрической формы и агрегатов для заправки и слива огнетушащей жидкости.

При проведении экспериментальных исследований ставились следующие задачи:

-выбор экспериментальных площадок и организация очагов пожаров;

-оценка пространственного и поверхностного распределения выливаемой жидкости в диапазоне летно-технических характеристик самолета Ил-76;

-исследование дисперсного состава капель воды, достигаемых поверхности земли;

-измерение метеопараметров в районе экспериментальной площадки;

-тепловизионные измерения очага пожара.

В целях изучения влияния различных параметров полета на удельные характеристики наземного распределения сброшенной с самолета воды и дисперсности водного аэрозоля варьировались следующие параметры:

высота полета;

скорость самолета при сливе;

курс самолета относительно направления ветра (по ветру, против ветра);

слив в горизонтальном полете или в полете с набором высоты;

залповый и последовательный слив.

Для изучения дисперсного состава и концентраций водного аэрозоля использовались следующие методы:

интегрально-оптический, позволяющий определять при помощи фотометров среднемассо-вый размер частиц, прошедших через измерительную трассу;

фотоэлектрический метод, который был реализован в приборе контроля загрязненности воздуха ПКЗВ-905-1, позволяющем измерять счетную концентрацию капель воды, и приборе ОАР-2Д-С с автоматизированной системой сбора данных, принцип действия которого основан на регистрации теневых изображений частиц;

седиментационный метод улавливания выпадающих аэрозольных частиц нелетучей, мало-вязкой, не смешивающейся с водой жидкостью с дальнейшей регистрацией на фотопленку.

Для изучения влияния сбрасываемой с самолета воды на метеорологические параметры и влажность почвы в районе проведения экспериментов осуществлялась непрерывная регистрация температуры и относительной влажности воздуха, направления и скорости ветра, влажности почвы до глубины 50 см до начала сброса, в момент сброса и после сброса.

Проведенные исследования показали следующее.

Крупные капли выпадают только в первые секунды после сброса. Масса воды, выпадающей на землю, заключена в основном в крупных каплях. Капли с размерами более 0, 5 мм содержат более 70 % от общей массы воды. В начальный момент выпадения капель на землю заметную долю составляют крупные капли диаметром 1-2 мм. Затем начинают преобладать капли средних размеров (с диаметром 0, 5-1 мм), далее - капли диаметром 0, 2-0, 3 мм [5].

Температура воздуха в месте выпадения воды понижалась на 3-6 градусов на период до 15 мин. Глубина промачивания почвы составила 5-7 см в зависимости от первоначальной влажности и состава почвы.

Тепловизионные измерения температурных полей очагов горения во время и после сброса жидкости показали, что воздействие водного аэрозоля приводит к значительному снижению интенсивности горения лесных горючих материалов. По окончании воздействия интенсивность горения постепенно восстанавливается.

Можно допустить, что после воздействия водного аэрозоля на кромку пожара линейная скорость распространения пламени по лесным горючим материалам У_ф уменьшается и может быть принята равной 0, 5 У_ф в течение периода до восстановления интенсивности горения, т. е. в течение не менее 15 мин после сброса воды.

При сбросе с летящего самолета жидкости под воздействием аэродинамических сил струя жидкости деформируется, теряет устойчивость и, в конечном счете, распадается на капли и крупные фрагменты, которые, в свою очередь, подвергаются дальнейшему дроблению.

Для описания распределения капель жидкости по размерам используется логарифмически-нормальная зависимость распределения капель, основанная на предположениях о случайном процессе дробления.

Установлено, что в результате аэродинамического распыления воды образуется дисперсная (аэрозольная) система, содержащая грубо дисперсные водные капли со средним диаметром 0, 8-1, 5 мм. Максимальный диаметр капель, зафиксированный в экспериментах, составил 4, 5 мм [4].

Количество воды, выпадающей на землю, в основном сосредоточено в каплях крупных размеров. Так, в каплях с диаметром больше 1 мм может содержаться более 50 % всего количества воды.

Дисперсность водного аэрозоля зависит от высоты сбрасывании воды. Чем больше эта высота, тем интенсивнее процесс дробления воды, но ниже точность попадании на очаг пожара:

В измеряемых точках при скорости самолета 280 км х ч^-1:

при сбросе 21 т воды с высоты 40-50 м максимальные и средние значения плотности выпадения воды составили соответственно 1, 4-2, 6 и 0, 2-1, 1 л х м^-2;

при сбросе 21 т воды с высоты 75 м - 1, 4-1, 7 и 0, 3-0, 7 л х м^-2;

при сбросе 21 т воды с высоты 100 м-0, 7-1, 6 и 0, 5-1, 2 л х м^-2;

при сбросе 42 т воды с высоты 60 м - 2, 7 и 0, 4-1, 2 л х м^-2.

Аналогичные данные получены при скоростях полета 330 и 370 км х ч^-1

Следует заметить, что часто одного пролета самолета Ил-76МД для тушения даже низовых лесных пожаров недостаточно, поскольку требуется обеспечить удельный расход воды не менее 4 л/м². Второй сброс воды должен быть произведен с интервалом времени не более 10-15 мин. К тому же заправка самолета производится в течение нескольких часов. Поэтому для тушения лесных пожаров более перспективным является использование самолета-амфибии Бе-200, который можно быстро заправить жидкостью с ближайшего водоема. Кроме того, самолет-амфибия, скорее всего, обеспечивает более высокую плотность выпадения жидкости, однако это требует экспериментального подтверждения. Для труднодоступных районов эффективно применение вертолета К-32, который может служить и средством доставки огнетушащей жидкости.

В результате экспериментальных и теоретических исследований получены следующие выводы.

Наиболее эффективным является использование самолета Ил-76МД для прокладки защитных полос вблизи объектов и населенных пунктов, поскольку это позволяет быстро создать заградительную полосу длиной до 800 и шириной до 60 м.

На основе опыта ликвидации крупных пожаров и других чрезвычайных ситуаций можно выделить пожары, при которых целесообразно использовать авиационную технику: пожары в населенных пунктах и на объектах; лесные пожары; пожары на транспорте; пожары в районах стихийных бедствий и районах радиоактивного заражения. Основные направления применения авиационной техники; транспортировка личного состава, пожарно-технического и аварийно-спасательного вооружения, техники и огнетушащих веществ; организация разведки, управления и связи; эвакуация и спасание людей; тушение пожара с воздуха путем сброса огнетушащих веществ.

Технические возможности используемой техники
для тушения крупных лесных пожаров.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 Следующая ⇒